選修一果膠酶在果汁生產中的作用

專題四酶的研究與應用酶的基礎知識

（1）酶的概念（2）酶的化學本質，基本組成單位（3）酶的特性(4)影響酶促反應的因素

還能畫出溫度和PH值對酶影響的曲線嗎？你還記得嗎？酶的概念基礎知識蛋白質（大多數）或RNA；基本組成單位：氨基酸或核糖核苷酸酶的本質酶的特性（1）高效性（2）專一性（3）作用條件較溫和

酶是活細胞所產生的具有生物催化作用的有機物；溫度、PH值、酶的濃度、底物濃度、抑制劑、激活劑影響酶促反應的因素酶活性受pH值影響的示意圖酶活性受pH值影響的示意圖在最適溫度、最適pH條件下，酶的活性最高。溫度、pH的偏高或偏低，酶的活性會明顯降低。課題背景我國每年上市的新鮮水果品種多、數量大。但由于收獲的季節(jié)性強，易造成積壓滯銷，腐爛變質。水果的加工技術，（制作果汁、果干和果酒）可以緩解產銷矛盾。一.果肉的出汁率低,耗時長．二．榨取的果汁渾濁，黏度高，易發(fā)生沉淀．制作果汁要解決兩個問題怎樣解決？使用果膠酶課題1果膠酶在果汁生產中的作用學習目標1．簡述果膠酶作用。2．檢測果膠酶活性。3．探究溫度和pH對果膠酶活性影響。4．探究果膠酶的最適用量，搜集有關果膠酶應用的資料。基礎知識閱讀課本P42的內容，回答以下問題：（1）果膠是什么？（2）果膠酶的作用？一果膠酶的作用植物細胞壁以及胞間層的主要組成成分之一。

半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物，不溶于水。是果汁加工中影響出汁率和果汁澄清度的主要原因。1.果膠

分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等。果膠酶果膠半乳糖醛酸基礎知識一果膠酶的作用2、果膠酶是？3、果膠酶在果汁制作中的作用：①分解果膠，瓦解植物的細胞壁及胞間層；提高水果的出汁率。②使果膠水解為半乳糖醛酸，并使果汁變得澄清。1、果膠二酶的活性與影響酶活性的因素（閱42-43）

指酶催化一定化學反應的能力。1.酶的活性單位時間內、單位體積中，

反應物的減少量或產物的增加量。2.如何檢測酶活性的高低？

一定條件下，酶催化的某一化學反應的反應速度來表示。溫度、PH值、抑制劑、激活劑等3.影響酶促反應的因素？為了果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量和條件。①提取法②發(fā)酵法

通過微生物發(fā)酵來獲得人們所需的酶，如用曲霉、青霉等微生物發(fā)酵生產果膠酶。③化學合成法

只能合成已知結構的酶。

如何獲得酶？

如何節(jié)約成本，獲得果膠酶的最高活性？實驗設計的基本原則？科學性、可行性、簡便性對照原則單一變量原則可重復性原則三、實驗設計（一）探究溫度對果膠酶活性的影響

1.實驗原理？

果膠酶活性受溫度的影響，在最適溫度下，其活性最高。

果肉出汁率、澄清度與果膠酶活性成正比。

三、實驗設計2、實驗操作流程

實驗設計（1）探究溫度對果膠酶活性的影響

思考：1、你打算設置多少個溫度值？2、你怎樣保證在任一溫度裝置中蘋果泥和果膠酶及混合后溫度的一至？3、你如何保證單一變量原則？4、你依據什么來判定果膠酶的活性大小的大??？請你設計攪拌器攪拌制成蘋果泥等量9支試管果膠酶水溶液等量9支試管將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管9組分別放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒溫水箱中保溫試管內溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋果泥內恒溫保持20分鐘過濾果汁，用量筒測量果汁的量，填入表格①②③④⑤⑥設計記錄數據的表格⑦結果分析與評價：A、根據表中數據畫曲線圖；P45B、據曲線說明溫度是如何影響酶的活性的？溫度oC303540455055606570果汁量/ml689

12

11

9

7

5

3問題思考1．在混合蘋果泥和果膠酶之前，為什么要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管內恒溫處理？保證果泥與果膠酶混合時溫度相同，避免混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性。2．在探究溫度或pH的影響時，是否需要設置對照？如果需要，應該如何設置對照組？需要。不同的溫度或pH之間，就可以作為對照——這種對照稱為相互對照。

3．想一想，為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？

果膠酶將果膠分解為小分子物質，小分子物質可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和pH下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。

果膠酶的活性受pH影響，處于最適pH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。1、實驗原理2、實驗操作流程請你設計。

實驗設計

（2）探究pH對果膠酶活性的影響

探究pH對果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個適宜的溫度進行水浴加熱。反應液中的pH可以通過體積分數為0.1%的NaOH或HCl溶液進行調節(jié)。某小組同學在“探究果膠酶催化果膠水解的適宜pH”的實驗步驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥（假定pH的改變對蘋果泥成分無影響），試管中分別注入果膠酶溶液、編號、編組”之后，有下面兩種操作：

方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的pH分別調至4、5、6……10。 方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥的pH分別調到4、5、6……10，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。

請問哪一種方法更為科學，并說明理由？實驗設計（2）探究pH對果膠酶活性的影響請問哪一種方法更為科學，并說明理由？方法二的操作能夠確保酶的反應環(huán)境從一開始達到實驗預設的pH（或“方法一的操作會在達到預定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應”）。（2）實驗步驟中有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使什么？

酶和反應物（果膠）充分地接觸以減少實驗誤差實驗設計（2）探究pH對果膠酶活性的影響

（3）如果用曲線圖的方式記錄實驗結果，在現有的條件下，當橫坐標表示pH，縱坐標表示

，

果膠分解速率甲實驗設計（2）探究pH對果膠酶活性的影響根據你對酶特性的了解，在下圖中選擇一個最可能是實驗結果的曲線圖：

。若實驗所獲得的最適宜pH=m，請你在所選的曲線圖中標出“m”點的位置。

若實驗所獲得的最適宜pH=m，請你在所選的曲線圖中標出“m”點的位置。m點標在曲線上的不給分實驗設計（2）探究pH對果膠酶活性的影響實驗原理在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增加；當酶濃度達到某一數值后，在增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最適用量

探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對果膠酶活性影響的基礎之上的。此時，研究的變量是

，其他因素都應

。果膠酶的用量保持不變實驗設計(3)探究果膠酶的用量可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積即可。需要注意的是，反應液的溫度、pH必須相同，否則將影響實驗結果的準確性。實驗方案？2、實驗操作

請你設計。（1）配制不同濃度的果膠酶溶液和制備水果泥；①配制不同濃度的果膠酶溶液準確稱取果膠酶1mg、2mg、3mg......8mg、9mg，配制成相等體積的水溶液，取等量放入9支試管中，并編號1～9。②制備水果泥攪拌器攪拌制成蘋果泥，等量裝入9支試管中并編號1～9（2）將上述試管放入恒溫水浴加熱一段時間。（3）將不同濃度的果膠酶分別迅速與各試管的蘋果泥混合，然后再放入恒溫水箱中。（4）恒溫水浴約20分鐘（5）過濾后測量果汁的體積實驗設計(3)探究果膠酶的用量

不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖:

酶的用量0體積（mL）四、結果分析與評價

１溫度、pH如何影響果膠酶的活性？請將實驗數據轉換成曲線圖，與同學交流。２請繪制不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖。３如果從你繪制的曲線中無法判斷果膠酶的最適溫度或pH，你將如何改進實驗方案?本堂小結基礎知識

果膠

果膠酶

酶的活性和影響酶活性的因素實驗設計

探究溫度對果膠酶活性的影響

探究PH值對果膠酶活性的影響

探究果膠酶的用量1.果膠是植物組織的組成成分之一,它主要存在于植物組織的哪一部分?（）Ａ．細胞核Ｂ．細胞質Ｃ．細胞間隙Ｄ．